CN111308696B - 采用液晶透镜实现局部变焦的成像系统及成像方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开一种采用液晶透镜实现局部变焦的成像系统及成像方法，涉及光学成像技术领域。所述成像系统包括：依次设置的主透镜组件、第一液晶透镜组件、第二液晶透镜组件以及图像传感器，所述第一液晶透镜组件包括第一补偿透镜和第一液晶透镜，所述第二液晶透镜组件包括第二补偿透镜和第二液晶透镜，成像时，所述第一补偿透镜和第一液晶透镜组合具有正光焦度，所述第二补偿透镜和第二液晶透镜组合具有负光焦度。本发明通过将具有固定光焦度的第一补偿透镜、第二补偿透镜与具有可变光焦度的液晶透镜组合，在不改变正负光焦度差值的情况下，增大了系统光焦度的变化范围，提高了透镜光焦度使用率，进而提高变焦倍率。

Description

采用液晶透镜实现局部变焦的成像系统及成像方法

技术领域

本发明涉及光学成像技术领域，尤其涉及一种采用液晶透镜实现局部变焦 的成像系统及成像方法。

背景技术

目前，图像变焦技术非常适用于场景监控、防御报警、目标追踪等领域。 实现方法可分为硬件方法和软件方法两类。例如常用的光学变焦和缩放算法。

将液晶透镜用于局部变焦时，在主透镜和图像传感器之间依次设置第一液 晶透镜和第二液晶透镜。其中，第一液晶透镜对场景中的感兴趣区域对焦，第 二液晶透镜对所述第一液晶透镜对焦后的图像进行变焦。成像时，调整第一液 晶透镜为正光焦度液晶透镜，第二液晶透镜为负光焦度液晶透镜，从而实现焦 距的增加，完成对图像局部区域的放大效果。然而，这种工作形式并没有充分 利用液晶透镜的光焦度。如图1所示，10为主透镜，第一液晶透镜11和第二 液晶透镜12不工作时，成像为A’B’，工作时成像为A”B”；此时没 有利用上第一液晶透镜11的负光焦度和第二液晶透镜12的正光焦度。总体上 有一半的光焦度并没被利用。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种采用液晶透镜实现局部变焦的成像系 统及成像方法，用以提高系统光焦度的利用率，增大变焦倍数。

第一方面，本发明提供一种采用液晶透镜实现局部变焦的成像系统，包括： 依次设置的主透镜组件、第一液晶透镜组件、第二液晶透镜组件以及图像传感 器，所述第一液晶透镜组件包括第一补偿透镜和第一液晶透镜，所述第二液晶 透镜组件包括第二补偿透镜和第二液晶透镜，成像时，所述第一补偿透镜和第 一液晶透镜组合工作在正光焦度，所述第二补偿透镜和第二液晶透镜组合工作 在负光焦度。

进一步的，所述第一补偿透镜的光焦度数值与所述第一液晶透镜的最大负 光焦度数值相同，所述第二补偿透镜的光焦度数值与所述第二液晶透镜的最大 正光焦度数值相同。

进一步的，所述第一液晶透镜距离所述主透镜组件的距离d1为：

d₁＝D₁*m；

其中，D1为第一液晶透镜的孔径，m为主透镜组件光圈数；

所述第二液晶透镜距离所述主透组件的距离d2为：

d₂＝D₂*m；

其中，D2为第二液晶透镜的孔径，m为主透镜组件光圈数。

进一步的，所述第一液晶透镜的孔径D1为：

其中，r1为第一液晶透镜距离所述图像传感器的距离，m为主透镜组件光 圈数，D为主透镜组件孔径；

所述第二液晶透镜的孔径D2为：

其中，r2为第二液晶透镜距离所述图像传感器的距离，m为主透镜组件光 圈数，D为主透镜组件孔径，f’是主透镜组件和第一液晶透镜组件的组合焦 距。

进一步的，所述第一液晶透镜组件和所述第二液晶透镜组件组合时，所述 成像装置的变倍比M为：

其中，dr为第一液晶透镜与第二液晶透镜之间的距离，a为第一液晶透镜的光 焦度；b为第二液晶透镜的光焦度；l为后截距。

进一步的，所述第一液晶透镜和所述第二液晶透镜均为非阵列液晶透镜， 所述第一液晶透镜组件与所述第二液晶透镜组件可同时沿沿垂直光轴方向移动。

进一步的，所述第一补偿透镜为包括多个子第一补偿透镜的透镜阵列，所 述第一液晶透镜为包括多个第一子透镜的第一液晶透镜阵列，所述第二补偿透 镜为包括多个子第二补偿透镜的透镜阵列，所述第二液晶透镜为包括多个第二 子透镜的第二液晶透镜阵列，成像时，所述第一液晶透镜阵列中感兴趣场景区 域对应的第一子透镜为正光焦度液晶透镜，所述第二液晶透镜阵列中感兴趣场 景区域对应的第二子透镜为负光焦度液晶透镜。

本发明另一方面提供一种采用液晶透镜实现局部变焦的成像方法，所述方 法应用于上述任一所述的采用液晶透镜实现局部变焦的成像装置中，所述方法 包括：

驱动所述第二液晶透镜使所述第二液晶透镜组件以负光焦度工作，在所述 图像传感器上形成模糊变焦的区域图像；

驱动所述第一液晶透镜使所述第一液晶透镜组件以正光焦度工作，将所述 模糊变焦的区域图像变清晰。

进一步的，当所述第一液晶透镜为包括多个第一子透镜的第一液晶透镜阵 列，所述第二液晶透镜为包括多个第二子透镜的第二液晶透镜阵列时，所述方 法还包括：

分别确定所述第一液晶透镜阵列中感兴趣场景区域所对应的第一子透镜和 所述第二液晶透镜阵列中感兴趣场景区域所对应的第二子透镜；

所述驱动所述第二液晶透镜使所述第二液晶透镜组件以负光焦度工作，在 所述图像传感器上形成模糊变焦的区域图像包括：

驱动所述第二液晶透镜阵列中感兴趣场景区域所对应的第二子透镜使所述 第二液晶透镜组件以负光焦度工作，形成模糊变焦的区域图像；

所述驱动所述第一液晶透镜使所述第一液晶透镜组件以正光焦度工作，将 所述模糊变焦的区域图像变清晰包括：

控制所述第一液晶透镜阵列中感兴趣场景区域对应的第一子透镜以正光焦 度工作，将所述模糊变焦的区域图像变清晰。

进一步的，所述方法在将所述模糊变焦的区域图像变清晰之后还包括：

去除所述清晰图像中第一子透镜或第二子透镜成像的交叠图像区域。

本发明提供的一种采用液晶透镜实现局部变焦的成像装置及成像方法，将 定焦透镜与液晶透镜组合，在不改变正负光焦度差值的情况下，增大了系统光 焦度的变化范围，提高了透镜光焦度使用率，进而提高变焦倍率。此外，本发 明还具有光学结构简单，小型轻量化的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所 需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造 性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了一种采用液晶透镜实现局部变焦的成像系统结构示意图；

图2示出了本发明实施例一提供的一种采用液晶透镜实现局部变焦的成像 系统结构示意图；

图3示出了本发明实施例二提供的一种采用液晶透镜实现局部变焦的成像 系统结构示意图；

图4示出了本发明实施例三提供的一种采用液晶透镜实现局部变焦的成像 方法流程图；

图5示出了本发明实施例四提供的一种采用液晶透镜实现局部变焦的成像 方法流程图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明 的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进 行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明， 并不被配置为限定本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这 些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过 示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将 一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些 实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、 “包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列 要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列 出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。 在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括 所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

实施例一

本发明实施例一提供一种采用液晶透镜实现局部变焦的成像系统，如图2 所示，该装置包括：依次设置的主透镜组件10、第一液晶透镜组件20、第二 液晶透镜组件30以及图像传感器40，所述第一液晶透镜组件20包括第一补偿 透镜21和第一液晶透镜22，所述第一补偿透镜21位于所述主透镜组件10与 所述第一液晶透镜22之间，所述第二液晶透镜组件30包括第二补偿透镜31和 第二液晶透镜32，所述第二补偿透镜31位于所述第一液晶透镜组件20和所述 第二液晶透镜32之间，成像时，所述第一补偿透镜21和第一液晶透镜22组合 工作在正光焦度，所述第二补偿透镜31和第二液晶透镜32组合工作在负光焦 度。

在一种实施方式中，所述第一补偿透镜21的光焦度数值与所述第一液晶透镜 22的最大负光焦度数值相同，示例性的，第一液晶透镜22的光焦度开始状态 是-D～D，则第一补偿透镜21的光焦度数值为D，第一液晶透镜22和第一补偿 透镜21组合形成的第一液晶透镜组件20的光焦度为0～2D。所述第二补偿透镜 31的光焦度数值与所述第二液晶透镜32的最大正光焦度数值相同。示例性的， 第二液晶透镜32的光焦度开始状态是-D～D，则第二补偿透镜31的光焦度数值 为D，第二液晶透镜32和第二补偿透镜31组合形成的第二液晶透镜组件30的 光焦度为-2D～0D。

参见图1，当成像装置中不加入第一补偿透镜21和第二补偿透镜31时， 若使系统工作于放大状态，需要第一液晶透镜11以正光焦度工作，第二液晶 镜头及12以负光焦度工作，则第一液晶透镜11的光焦度变化范围为-D～～D； 第二液晶透镜12的光焦度变化范围为-D～～D。参见图2，第一液晶透镜22和 第一补偿透镜21组合后，光焦度变化范围0～～2D；第二液晶透镜32和第二补 偿透镜31组合后，光焦度变化范围为-2D～～0，从而提高了透镜光焦度使用率， 提高了变焦倍率。

本发明提供的一种基于液晶透镜局部变焦成像装置及方法，将定焦透镜与 液晶透镜组合，在不改变正负光焦度差值的情况下，增大了系统光焦度的变化 范围，提高了透镜光焦度使用率，进而提高变焦倍率。此外，本发明还具有光 学结构简单，小型轻量化的优点。

本实施例中，所述第一液晶透镜组件20距离所述主透镜组件10的距离d₁为：

d₁＝D₁*m；

其中，D₁为第一液晶透镜22的孔径，m为主透镜组件10光圈数；

所述第二液晶透镜32距离所述主透组件10的距离d₂为：

d₂＝D₂*m；

其中，D₂为第二液晶透镜32的孔径，m为主透镜组件10光圈数。

具体实施过程中，第一液晶透镜22与第二液晶透镜32之间的距离在预设 范围以内，所述预设范围可根据系统参数和成像需求设置。第一液晶透镜22 与第二液晶透镜32之间的距离尽可能小，且第一液晶透镜组件20与第二液晶 透镜组件30之间的距离为零最佳。

在成像时，所述第一液晶透镜组件20工作在正光焦度，所述第一补偿透 镜21的光焦度数值与所述第一液晶透镜22的最大负光焦度数值相同；所述第 二液晶透镜组件30工作在负光焦度。所述第二补偿透镜31的光焦度数值与所 述第二液晶透镜32的最大负光焦度数值相同，本实施例中所述第一液晶透镜 22和所述第二液晶透镜32均为非阵列式液晶透镜，第一液晶透镜22和第二液 晶透镜32具体可以是多个液晶透镜的组合件，也可以是单个液晶透镜，第一 液晶透镜组件20和第二液晶透镜组件30可以平行设置。进一步的，第一液晶 透镜组件20与所述第二液晶透镜组件30可同时沿沿垂直光轴方向(或者成像 面)移动。成像面即为平行于图像传感器40成像的平面。这样，可以将第一 液晶透镜组件20与所述第二液晶透镜组件30移动至用户对场景中感兴趣区域， 从而对所述感兴趣区域图像进行变焦。具体可通过滑轮或滑轨等机械方式使第 一液晶透镜组件20与所述第二液晶透镜组件30同时沿沿垂直光轴方向移动。

第一液晶透镜组件20和第二液晶透镜组件30放入光路的位置：

主透镜组件10焦距为f，光圈数F.no是m，第一液晶透镜组件20直径为 D1，主透镜组件10的入瞳则为

为了使第一液晶透镜组件20在使用时不 受杂光影响，第一液晶透镜组件20件关于主透镜组件10成的像应该要大于

第一液晶透镜组件20关于前组的变焦率是

r1是第一液晶透镜组件20到图 像传感器40的距离，要求

即r₁≤D₁*m

第一液晶透镜22距离图像传感器40的距离要小于第一液晶透镜22的直径 *主透镜组件10的光圈数F，从更好的利用光焦度的角度，第一液晶透镜22摆 放位置应该在距离图像传感器40的D1*m处。

第一液晶透镜22的孔径D₁为：

其中，r₁为第一液晶透镜22距离所述图像传感器40的距离，m为主透镜组 件10光圈数，D为主透镜组件10孔径；

对于第二液晶透镜32：相对于上面公式：

右侧不等式中的f为 主透镜组件10的焦距，不发生变化，左侧的焦距变为主透镜组件10和第一液 晶透镜组件20的组合焦距，同时第二液晶透镜32到图像传感器40的距离变为 r₂；因此上述公式变为：

第二液晶透镜32距离所述图像传感器的距离r₂为：

其中，D₂为第二液晶透镜32的孔径，m为主透镜组件10光圈数，f为主 透镜组件10焦距，f’是主透镜组件和第一液晶透镜组件的组合焦距。

第二液晶透镜22的孔径D₂为：

其中，r₂为第二液晶透镜22距离所述图像传感器的距离，m为主透镜组件 10光圈数，D为主透镜组件10孔径，f’是主透镜组件和第一液晶透镜组件的 组合焦距。

第一液晶透镜组件20与第二液晶透镜组件20之间的距离与变倍比之间的 关系：第一液晶透镜组件20和所述第二液晶透镜组件20组合时，所述成像装 置的变倍比M为：

其中，dr为第一液晶透镜与第二液晶透镜之间的距离，a为第一液晶透镜的光 焦度；b为第二液晶透镜的光焦度；l为后截距。从变倍比角度来说，dr越大， 系统变倍比越大，变焦能力越强。

具体实施过程中，需要将第一液晶透镜组件20和所述第二液晶透镜组件 20平行放置，第一液晶透镜组件20和所述第二液晶透镜组件20之间距离尽可 能小，变焦倍率越高，直接将第一液晶透镜组件20和所述第二液晶透镜组件 20放入原有光路中，本发明相比于其他的局部变焦系统，无需改动主透镜，可 实现焦距的连续变化，图像变焦与不变焦状态的切换。第一液晶透镜组件20 和所述第二液晶透镜组件20与主透镜组件10之间距离越近，在同等光焦度变 化范围下，变焦、变焦能力越高。但在同样尺寸下，第一液晶透镜组件20和 所述第二液晶透镜组件20越靠近主透镜组件10，在特定视场下，不受调制的 光也就越多，影响成像效果。第一液晶透镜组件20和所述第二液晶透镜组件 20远离主透镜组件10，在特定视场下，不受调制的光越少，但调制能力越弱。

当第一液晶透镜组件20和所述第二液晶透镜组件20均不工作时，系统画 面均匀。第二液晶透镜22以负光焦度工作，即V2＞V1的驱动方式驱动，系统 的放大倍率由第二补偿透镜光焦度决定，若要使系统放大倍率最大，则需要第 二液晶透镜32以最大负光焦度形式工作，此时系统出现一个放大且模糊的区 域，放大是由于第二液晶透镜32改变了部分区域的焦距，模糊是因为放大区 域的像发生偏移，放大区域像面与图像传感器面不重合，此时其他不受影响的 区域并未改变。区域大小和透镜工作区域大小直接相关。此时驱动第一液晶透 镜22，使其驱动电压V1＞V2，工作于第一补偿透镜状态，初始状态V1略大 于V2，然后在驱动电压范围内，不断提高V1，直至放大的图像重新变得清晰。

实施例二

本发明实施例二提供一种采用液晶透镜实现局部变焦的成像系统，与实施例一的不同在于：本实施例中，如图3所示，所述第一补偿透镜21为包括多个子第 二补偿透镜的透镜阵列，所述第一液晶透镜22包括多个第一子透镜的第一液 晶透镜阵列，所述第二补偿透镜31为包括多个子第二补偿透镜的透镜阵列， 所述第二液晶透镜32包括多个第二子透镜的第二液晶透镜阵列，成像时，所 述第一液晶透镜阵列中感兴趣场景区域对应的第一子透镜为正光焦度液晶透镜， 所述第二液晶透镜阵列中感兴趣场景区域对应的第二子透镜为负光焦度液晶透 镜。

图3中，第一补偿透镜21和第二补偿透镜31均为透镜阵列，第一液晶透 镜22和第二液晶透镜32均为液晶透镜阵列，可以对任意区域实现局部变焦， 相比目前的小凹系统，更灵活，系统更简单。其中ABC为物点，A’B’C’ 为液晶透镜阵列不工作时成的像，B”C”为液晶透镜阵列工作时成的像。

在一种具体实施方式中，第一补偿透镜21和第二补偿透镜31均采用 M*M的透镜阵列；第一液晶透镜22和第二液晶透镜32均采用M*M的液晶透 镜阵列；则整体图像显示区域被对应分成M2个子区域，各个子区域之间会有 一定重叠。以3*3的液晶透镜阵列为例，整体显示区域被划分成九个子区域， 一个子区域对应液晶透镜阵列中的一个子透镜。若用户对感兴趣场景区域为图 像左上方子区域，即需对图像左上方子区域实现放大，则控制第一液晶透镜22 左上方子区域对应第一子透镜处于正光焦度，控制第二液晶透镜32左上方子 区域对应第二子透镜处于负光焦度；具体的，先控制第二子透镜处于负光焦度， 即控制V1＜V2，图像传感器40上形成放大、模糊的像，再制第一子透镜处于 正光焦度，即控制V1＞V2，使放大、模糊的像成在图像传感器40上清晰。

实施例三

本发明实施例四提供一种采用液晶透镜实现局部变焦的成像方法，所述方 法应用于以上任一实施例所述的采用液晶透镜实现局部变焦的成像系统中，如 图5所示，所述方法包括：

S501、驱动所述第二液晶透镜使所述第二液晶透镜组件以负光焦度工作， 在所述图像传感器上形成模糊变焦的区域图像；也就是可以形成模糊放大的图 像。

S502、驱动所述第一液晶透镜使所述第一液晶透镜组件以正光焦度工作， 将所述模糊变焦的区域图像变清晰。

实施例四

本发明实施例物提供一种采用液晶透镜实现局部变焦的成像方法，所述方 法应用于实施例二所述的采用液晶透镜实现局部变焦的成像系统中，其中，所 述第一液晶透镜为包括多个第一子透镜的第一液晶透镜阵列，所述第二液晶透 镜为包括多个第二子透镜的第二液晶透镜阵列，所述方法包括：

S601、驱动所述第一液晶透镜阵列以负光焦度工作，驱动所述第二液晶透 镜阵列以正光焦度工作，使所述图像传感器上形成清晰图像；本步骤中，S601: 对于第一液晶透镜22，在无补偿的时候，光焦度范围为-D～D，对于局部变焦 来说，第一液晶透镜22只有0～+D的部分是有用的，因此在前面加上一个+D 光焦度的定焦透镜(第一补偿透镜)，变化范围就变成0～+2D。第一液晶透镜 22初始状态处于负光焦度时，相当于系统的初始状态，然而对于第一液晶透镜 和定焦透镜(第一补偿透镜)组合的组件来说，光焦度并不一定等于0。图3中的第一液晶透镜组件20，可能是带有某些光焦度的一个组件，可以理解成第 一液晶透镜阵列。对于第二液晶透镜阵列以正光焦度工作，也是与上述第一液 晶透镜阵列的工作原理类似，将负光焦度变为正光焦度下工作。

S602、去除所述清晰图像中第一子透镜或第二子透镜成像的交叠区域。这 里是相当于进行图像拼接处理，因此S602可作为在图片拼接完成后成像系统 的初始状态。

S603、分别确定所述第一液晶透镜阵列中感兴趣场景区域对应的第一子透 镜和所述第二液晶透镜阵列中感兴趣场景区域对应的第二子透镜；这里步骤 S603为进行场景感兴趣区域的选择。

S604、控制所述第二液晶透镜阵列中感兴趣场景区域对应的第二子透镜以 负光焦度工作；

S605、控制所述第一液晶透镜阵列中感兴趣场景区域对应的第一子透镜以 正光焦度工作。

本发明提供的采用液晶透镜实现局部变焦的成像系统及方法，将定焦透镜 与液晶透镜组合，在不改变正负光焦度差值的情况下，增大了系统光焦度的变 化范围，提高了透镜光焦度使用率，进而提高变焦倍率。此外，本发明还具有 光学结构简单，小型轻量化的优点。相较于现有技术，本发明具有如下优点：

1、本发明未采用复杂的光学元件，无组态切换就能实现多区域变焦，系 统简单。

2、本发明中变焦区域可随第一液晶透镜组件和第二液晶透镜组件不同位 置随意改变。

3、本发明无需复杂的图像处理，可以满足图像对物体的局部高分辨无失 真变焦，成像质量好，结构简单，可广泛用于航拍、监控等领域。

需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和 处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中， 描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所 描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出 各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。

以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它 们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路 (ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的 元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机 器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传 送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介 质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RF)链路，等 等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。

还需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者 装置描述一些方法或系统。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说， 可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者 若干步骤同时执行。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地 了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过 程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本发明 的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技 术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本 发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种采用液晶透镜实现局部变焦的成像系统，其特征在于，包括：依次设置的主透镜组件、第一液晶透镜组件、第二液晶透镜组件以及图像传感器，所述第一液晶透镜组件包括第一补偿透镜和第一液晶透镜，所述第二液晶透镜组件包括第二补偿透镜和第二液晶透镜，成像时，所述第一补偿透镜和第一液晶透镜组合工作在正光焦度，所述第二补偿透镜和第二液晶透镜组合工作在负光焦度；所述第一补偿透镜的光焦度数值与所述第一液晶透镜的最大负光焦度数值相同，所述第二补偿透镜的光焦度数值与所述第二液晶透镜的最大正光焦度数值相同；第一液晶透镜的光焦度开始状态是-D～D，第一补偿透镜的光焦度数值为D；第二液晶透镜的光焦度开始状态是-D～D，则第二补偿透镜的光焦度数值为D；

所述第一液晶透镜的孔径D1为：

其中，r1为第一液晶透镜距离所述图像传感器的距离，m为主透镜组件光圈数，D为主透镜组件孔径；

所述第二液晶透镜的孔径D2为：

其中，r2为第二液晶透镜距离所述图像传感器的距离，m为主透镜组件光圈数，D为主透镜组件孔径，f’是主透镜组件和第一液晶透镜组件的组合焦距，f为主透镜组件焦距；

第一液晶透镜组件和第二液晶透镜组件平行设置；第一液晶透镜组件与所述第二液晶透镜组件同时沿垂直光轴方向移动，以将第一液晶透镜组件与所述第二液晶透镜组件移动至用户对场景中感兴趣区域，从而对所述感兴趣区域图像进行变焦。

2.根据权利要求1所述的采用液晶透镜实现局部变焦的成像系统，其特征在于，所述第一液晶透镜距离所述主透镜组件的距离d₁为：

d₁＝D₁*m；

其中，D₁为第一液晶透镜的孔径，m为主透镜组件光圈数；

所述第二液晶透镜距离所述主透镜组件的距离d₂为：

d₂＝D₂*m；

其中，D₂为第二液晶透镜的孔径，m为主透镜组件光圈数。

3.根据权利要求1或2所述的采用液晶透镜实现局部变焦的成像系统，其特征在于，所述第一液晶透镜组件和所述第二液晶透镜组件组合时，所述成像系统的变倍比M为：

其中，dr为第一液晶透镜与第二液晶透镜之间的距离，a为第一液晶透镜的光焦度；b为第二液晶透镜的光焦度；l为后截距。

4.根据权利要求1所述的采用液晶透镜实现局部变焦的成像系统，其特征在于，所述第一液晶透镜和所述第二液晶透镜均为非阵列液晶透镜，所述第一液晶透镜组件与所述第二液晶透镜组件可同时沿垂直光轴方向移动。

5.根据权利要求1所述的采用液晶透镜实现局部变焦的成像系统，其特征在于，所述第一补偿透镜和所述第二补偿透镜分别为玻璃透镜阵列，所述第一液晶透镜为包括多个第一子透镜的第一液晶透镜阵列，所述第二液晶透镜为包括多个第二子透镜的第二液晶透镜阵列，成像时，所述第一液晶透镜阵列中感兴趣场景区域对应的第一子透镜工作在正光焦度，所述第二液晶透镜阵列中感兴趣场景区域对应的第二子透镜工作在负光焦度。

6.一种采用液晶透镜实现局部变焦的成像方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1-5任一所述的采用液晶透镜实现局部变焦的成像系统中，所述方法包括：

驱动所述第二液晶透镜使所述第二液晶透镜组件以负光焦度工作，在所述图像传感器上形成模糊变焦的区域图像；

驱动所述第一液晶透镜使所述第一液晶透镜组件以正光焦度工作，将所述模糊变焦的区域图像变清晰。

7.根据权利要求6所述的采用液晶透镜实现局部变焦的成像方法，其特征在于，当所述第一液晶透镜为包括多个第一子透镜的第一液晶透镜阵列，所述第二液晶透镜为包括多个第二子透镜的第二液晶透镜阵列时，所述方法还包括：

分别确定所述第一液晶透镜阵列中感兴趣场景区域所对应的第一子透镜和所述第二液晶透镜阵列中感兴趣场景区域所对应的第二子透镜；

所述驱动所述第二液晶透镜使所述第二液晶透镜组件以负光焦度工作，在所述图像传感器上形成模糊变焦的区域图像包括：

驱动所述第二液晶透镜阵列中感兴趣场景区域所对应的第二子透镜使所述第二液晶透镜组件以负光焦度工作，形成模糊变焦的区域图像；

所述驱动所述第一液晶透镜使所述第一液晶透镜组件以正光焦度工作，将所述模糊变焦的区域图像变清晰包括：

控制所述第一液晶透镜阵列中感兴趣场景区域对应的第一子透镜以正光焦度工作，将所述模糊变焦的区域图像变清晰。

8.根据权利要求7所述的采用液晶透镜实现局部变焦的成像方法，其特征在于，所述方法在将所述模糊变焦的区域图像变清晰之后还包括：

去除所述清晰图像中第一子透镜或第二子透镜成像的交叠图像区域。

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